JPH0719320B2 - 違法駐車確定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、夜間における違法駐車車両の存在を後続する
車両の追突回避動作から検知するようにした違法駐車確
定装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、画像処理を用いて駐車車両を検出する方法とし
て、例えば特開昭63−174198号に見られるように、路面
を撮影した画像中の車両による輝度変化から駐車車両の
有無を判定する方法が知られている。

また、車両の交通流を計測する方法として、ITVカメラ
によって検出対象の道路を平均測光方式（画面内の平均
照度により適切な絞り値を決定する方式）で撮影し、そ
の映像信号に２値化などの処理を施した後、所定のしき
い値で車両の形状的特徴を抽出することにより車両を検
知する方法が実用化されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、路面を撮影した画像中の輝度変化によて
駐車車両を検出する前者の方法にあっては、背景と車両
の識別が容易な昼間は実用可能であるが、夜間はほとん
どの道路において道路照明が暗いため、車両が背景に吸
収されてしまい、背景と車両が識別できないという問題
がある。

一方、平均測光方式で撮影した映像信号からしきい値に
よって車両の形状的特徴を抽出する後者の方法にあって
は、昼間と夜間の輝度差が大きいため、夜間においても
昼間と同様に撮影するには高感度のITVカメラを用い、
昼間はレンズの絞りを絞り、夜間はレンズの絞りを開い
て撮影せざるを得ない。

しかし、夜間においては、車両のヘッドライトはかなり
高い輝度を持っているため、これを高感度なカメラで、
しかもレンズの絞りを開いた状態で撮影すると、撮像面
において輝度が飽和した状態（以後「ハレーション」を
呼ぶ）となり、この画像に対して２値化などの処理を行
っても、ハレーション領域が大半を占めてしまい、検出
すべき車両の形状的特徴が消えてしまうといった問題が
あった。

また、撮像面が高感度であればあるほど、このハレーシ
ョンの影響は周囲の車両まで及んでしまう。例えば、ヘ
ッドライトの光が他の車両に当たってITVカメラの撮像
面に入光するような場合、一般的には反射に伴う輝度低
下からヘッドライトからの直接光か反射光かを弁別し得
るが、上記のように撮像面の感度が高い場合には、この
反射光部分でもハレーション状態となり、反射光の当た
った車両の形状的特徴を抽出できなくなるといった問題
があった。

本発明は、上記の問題に鑑みなされたもので、その目的
とするところは、夜間における違法駐車車両を確実に検
知できる違法駐車確定装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するため、夜間にライトを消
して駐車している違法駐車車両の存在を後続する車両の
ヘッドライトなどの高輝度点の動きから検知するように
したもので、第１図にその基本構成を示すように、ヘッ
ドライトなどの高輝度光のみを抽出するように露出調整
した撮影手段１と、該撮影手段１で撮影された道路上の
所定区域の画像信号をディジタル濃度データに変換する
AD変換器２と、該AD変換器２のディジタル濃度データか
らヘッドライトなどの輝点の移動を検出する車両追跡部
３と、該車両追跡部３で検出された輝点の移動情報に基
づいて後続車両の追突回避動作を判定し、違法駐車確定
信号を出力する回避動作判定処理部４とからなるもので
ある。

〔作用〕

本発明装置の検出原理を第２図を参照して説明する。

撮影手段１は、ハレーションを起こさないように、ヘッ
ドライトなどの高輝度光のみを抽出するように露出調整
され、道路上に設定された違法駐車車両の検出対象区域
を撮影する。

第２図（ａ）は、この撮影手段１で撮影した夜間の或る
時刻Ｔにおける画像ｆ（Ｔ）を示す。図中、楕円形で示
す部分が車両のヘッドライトである。また、同図
（ｂ），（ｃ）は、それぞれ時刻Ｔ＋１、Ｔ＋２におけ
る画像ｆ（Ｔ＋１）、ｆ（Ｔ＋２）である。なお、時刻
Ｔ、Ｔ＋１、Ｔ＋２は、Ｔ＜Ｔ＋１＜Ｔ＋２の関係にあ
り、各々の時間間隔は数10ミリ秒から数100ミリ秒程度
とする。

いま、この短い時間間隔毎に撮影された図（ａ）と図
（ｂ）の画像に対して Ｓ（ｔ）＝ｆ（ｔ）−ｆ（ｔ＋１） −（１） なる演算を行うものとする。ここに、ｆ（ｔ）はAD変換
器２によりAD変換された時刻ｔにおけるディジタル画
像、ｆ（ｔ＋１）は時刻ｔ＋１におけるディジタル画
像、Ｓ（ｔ）は前後２つのディジタル画像ｆ（ｔ）とｆ
（ｔ＋１）との差分画像である。

第２図（ａ），（ｂ）の画像を用いて（１）式の差分演
算を行った結果を同図（ｄ）に、また、この図（ｄ）の
差分画像の縦方向の濃度値変化を同図（ｆ）にそれぞれ
示す。このようにヘッドライトなどの光がハレーション
を起こさないように露出調整して夜間撮影した場合、外
界の輝度はほとんど真っ暗となる。つまり、AD変換器２
で量子化されたディジタル濃度値では、外界の輝度はほ
とんど０レベルとなる。したがって、いまこの第２図
（ａ）のP₁位置にいる車両が移動して図（ｂ）のP₂位置
に来た場合、その差分画像Ｓ（ｔ）（図（ｄ））におけ
る縦方向の濃度値変化は、図（ｆ）に示すように元のP₁
位置に正の濃度値成分（＋Ａ）が生じ、移動後のP₂位置
には負の濃度値成分（−Ａ）が生じる。

さらに、第２図（ｂ），（ｃ）の画像を用いて（１）式
の差分演算を行った結果を図（ｅ）に、また、この図
（ｅ）の差分画像の縦方向の濃度値変化を図（ｇ）にそ
れぞれ示す。図（ｇ）から明らかなように、元のP₂位置
に正の濃度値成分（＋Ａ）が、また、移動後のP₃の位置
に負の濃度値成分（−Ａ）がそれぞれ生じていることが
分かる。

図（ｆ）と図（ｇ）を見比べると明らかなように、図
（ｆ）におけるP₂位置には（−Ａ）なる負の濃度値成分
が、また、図（ｇ）におけるP₂位置には符号が逆で同図
振幅の（＋Ａ）なる正の濃度値成分が生じていることが
分かる。すなわち、本発明の撮影手段１で撮影した画像
信号をAD変換器２でディジタル化した画像データを、数
10ミリ秒から数100ミリ秒程度の時間間隔毎にサンプリ
ングし、時間的に１つ前の画像から１つ後の画像を引き
算するという（１）式で与えられる前方差分処理を連続
的に行うと、車両が連続的に移動している場合には、差
分画像中の正の濃度値成分を起点として負の濃度値成分
が存在する方向へ車両が移動していることを検出でき
る。

さらに、同一車両が移動している場合には、注目の差分
画像中の正の濃度値成分の位置と、その１つ前の差分画
像中の負の濃度値成分の位置が必ず同じ位置となること
から、これを車両判定の条件に入れることにより、同一
車両を追跡することができる。

なお、以上述べた（１）式の差分演算は、１つ前の画像
から１つ後の画像を引くという前方差分演算であるが、
逆に、１つ後の画像から１つ前の画像を引くという後方
差分演算を行ってもよいことは勿論である。この場合に
は、移動方向に対する正負が逆になるだけである。

車両追跡部３は、上記のようにしてヘッドライトなどの
輝点の動きから車両の移動を追跡する。そして、この車
両追跡部３で検出された輝点の移動情報に基づいて、回
避動作判定処理部４は後続車両の追突回避動作を判定
し、違法駐車車両の存在を検出して確定する。

一般に、道路の片側に車線の一部を塞ぐように車両が違
法駐車している場合、後続車両はこの駐車車両に追突す
ることを避けるため、駐車車両の手前でハンドルを切っ
て車の進行方向を変え、あるいは、ハンドル操作が間に
合わないほど駐車車両に接近しているような場合には、
一旦駐車車両の手前で停止した後、車をバックするなど
の追突回避動作を行うのが普通である。したがって、こ
のような追突回避動作を検出すれば、その追突回避動作
をした後続車両の前方位置に違法駐車車両が存在するこ
とを検知することができる。この追突回避動作の判定方
法としては、次のその幾つかを例示するように、種々の
方法を採用することができる。

すなわち、一般に追突回避のためにハンドルが切られた
場合、車両の進行方向は道路に沿った方向から左右へ大
きく傾くのが普通である。したがって、この点に着目
し、例えば道路に沿って平行に車両の進行方向判定のた
めの基準ベクトルを設定しておき、この基準ベクトルの
傾きと、後続車両の進行方向を示すヘッドライトなどの
輝点の移動ベクトルの傾きとの大小を比較し、輝点の移
動ベクトルの傾きの方が基準ベクトルの傾きよりも大き
くなった時に、後続車両が追突回避動作を行ったと判定
すればよい。

また、追突回避のためにハンドルが切られた場合、車両
は対向車線や隣の車線まではみ出して迂回走行すること
が多いことに鑑み、例えば道路のセンターラインや車線
区分ラインに沿って車両のはみ出し判定のための基準ラ
インを設定し、この基準ラインの位置座標と後続車両の
存在位置を示すヘッドライトなどの輝点の位置座標との
大小を比較し、輝点の位置座標が基準ラインの位置座標
を越えてはみ出した時に、後続車両が追突回避動作を行
ったと判定すればよい。

また、ハンドル操作が間に合わないほど駐車車両に接近
しているような場合には、後続車両は駐車車両の手前で
一旦停止した後、車をバックするなどの追突回避操作を
行う場合があることに鑑み、後続車両の進行方向を示す
輝点の移動ベクトルの極性反転を監視し、移動ベクトル
の極性が反転した時、後続車両が追突回避動作を行った
と判定すればよい。

さらに、追突回避のためにハンドルが切られた場合、後
続車両は駐車車両の外側へ大きく回り込んだ後、再びハ
ンドルを大きく切って元の走行車線へ戻るのが普通であ
る。したがって、この点に着目すれば、後続車両の進行
方向を示すヘッドライトなどの輝点の移動ベクトルの横
方向成分が元の車線へ戻る方向成分へ変わったことを検
出した時、後続車両が追突回避動作を行ったと判定する
こともできる。

さらにまた、上記した判定処理のいくつかを組み合わせ
て用いるなど、種々の判定手法を採用し得るものであ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

第３図は本発明の違法駐車確定装置の１実施例のブロッ
ク回路図を示す。

撮影手段１は、ITVカメラ101、絞り可変レンズ102、絞
りコントロール回路103から構成されており、ITVカメラ
101から出力される画像信号中の輝度信号のピーク値を
絞りコントロール回路103によって検知し、絞り可変レ
ンズ102をコントロールする負帰還制御を行うことによ
り、ヘッドライトなどの高輝度光のみを撮影する。な
お、ITVカメラ101は、路面の同一位置を撮影するため
に、第４図に例示するように支柱上に固定配置される。

上記ITVカメラ101から出力される画像信号はローパスフ
ィルタ５に通された後、AD変換器２へ送られる。ローパ
スフィルタ５は、ITVカメラ101で撮影した画像信号中の
雑音成分を除去するとともに、後述するAD変換器２にお
ける折り返し雑音の発生を防止するために挿入されたも
ので、サンプリング定理を満足するようにそのカットオ
フ周波数が設定されている。

AD変換器２は、ローパスフィルタ５による雑音成分除去
後の画像信号をサンプリングし、多階調のディジタル濃
度データに変換する。

上記のようにして得られたディジタル濃度データを用
い、以下に述べるような（１）〜（８）の処理を車両追
跡部３と回避動作判定処理部４において一定時間間隔毎
に繰り返し実行することにより、後続車両の追突回避動
作から違法駐車車両の存在を検出する。

（１）初期状態では、車両追跡部３内の画像メモリ301,
302には、いずれも画像データが存在しないので、メモ
リコントロール部６は画像メモリ301に対して画像メモ
リ選択信号ｄを出力し、AD変換器２からの出力画像デー
タａを画像メモリ入力バスｂを通じて一方の画像メモリ
301に書き込む。

（２）この書き込み後、メモリコントロール部６は直ち
にタイマ開始信号ｆを出力し、数10ミリ秒から数100ミ
リ秒に設定されたサンプリング間隔ｔを規定するサンプ
リングタイマ７を起動する。

（３）この時間間隔ｔの経過後、サンプリングタイマ７
はタイムアップ信号ｅをメモリコントロール部６に出力
する。

（４）このタイムアップ信号ｅを受信すると、メモリコ
ントロール部６は画像メモリ302に対して画像メモリ選
択信号ｃを出力し、一定の時間間隔ｔ経過後のAD変換器
２からの出力画像データａを画像メモリ入力バスｂを通
じて他方の画像メモリ302に書き込む。

（５）この画像メモリ302への書き込み終了後、メモリ
コントロール部６は差分処理部303に対して差分処理信
号ｉを出力する。この差分処理信号ｉを受信した差分処
理部303は、画像メモリ出力バスg,hから画像メモリ301
と302の内容を読み出して前述した（１）式の差分演算
を行い、その演算結果を出力バスｊを通じて出力メモリ
304へ格納する。そして、この画像メモリ301と302の画
像データの差分演算が終了した後、回避動作判定処理部
４を構成するマイクロプロセッサ401へ差分処理終了信
号ｌを出力する。

（６）マイクロプロセッサ401は、この差分処理終了信
号ｌを受けると、後述する第５図のフローチャートに示
す処理を実行し、後続車両の追突回避動作から駐車車両
の存在を検出する。そして、この処理終了後、メモリコ
ントロール部６へ処理終了信号ｍを出力する。

（７）この処理終了信号ｍを受けたメモリコントロール
部６は、画像メモリ302の内容を画像メモリバスｂを介
して画像メモリ301へ転送して書き込み、さらにタイマ
開始信号ｆをサンプリングタイマ７に送り、タイマを起
動する。

（８）前記（３）〜（７）の各処理を繰り返し実行す
る。

第５図は、上記（６）の処理で述べた差分処理終了信号
ｌが入力されてからのマイクロプロセッサ401の処理の
フローチャートである。

以下、この第５図に従い、マイクロプロセッサ401の動
作について説明する。

ステップ［１］の移動方向判定処理においては、ITVカ
メラ101で撮影した道路上の検知領域についての前記差
分処理部303で得られた差分画像をラスタスキャンする
ことにより、その濃度値が正から負および負から正へ反
転する極性反転成分をサーチし、その極性反転成分の存
在位置を検出する。さらに、その正の成分の位置（第２
図（ｇ）のP₂）が１回前の差分画像の負の成分の位置
（第２図（ｆ）のP₂）と同一位置であるか否かを判定す
るとにより車両の移動開始点P₂を決定し、続いて負の成
分の位置（第２図（ｆ）のP₃）が次の差分画像（図示な
し）の正の成分の位置と同一位置であるか否かを判定す
ることにより車両の移動終点P₃を決定し、この移動開始
点P₂から移動終点P₃への移動方向、すなわち車両の移動
ベクトルを求めるとともに、その移動ベクトルの傾きを
算出する。

この移動ベクトルはその移動前後の位置座標から決定で
き、また、その傾きは移動前後の座標値の差分の比から
求めることができる。第６図を例にして説明すると、前
方の違法駐車車両との追突を避けるために、後続車両が
図中の実線（右側ヘッドライトの軌跡）のような追突回
避動作をした場合、移動開始点の位置座標を（X₁，
Y₁）、移動終点の位置座標を（X₂，Y₂）とすると、この
時の移動ベクトルは また、この時の移動ベクトルの傾きは ｜Y₂−Y₁|/|X₂−X₁｜ −（３） によって求められる。

ステップ［２］では、前記のようにして求めた移動ベク
トルから後続車両が移動中であるか否かを判定し、移動
中と判定した場合には、ステップ［３］で当該車両の移
動「有り」を記憶する。

次のステップ［４］では、前記求めた移動ベクトルの傾
き｜Y₂−Y₁|/|X₂−X₁｜と、基準ベクトルＫの傾き｜ΔY
_S／ΔX_S｜との大小比較を行い、移動ベクトルの傾きの
方が基準ベクトルＫの傾きよりも大きい場合には追突回
避動作「有り」、すなわち後続車両は前方の違法駐車車
両との追突を避けるためにその進行方向を大きく変えた
ものと判定し、ステップ［５］において違法駐車車両の
存在を示す違法駐車確定信号を出力する。

なお、上記追突回避動作の有無を判定する基準ベクトル
Ｋの傾き｜ΔY_S／ΔX_S｜は、第７図に例示するように、
画面の後方へ向かって収束する道路に対してほぼ平行に
設定した基準ベクトルＫの傾きにより与えられる。この
基準ベクトルＫは、検知対象とする道路とその検知領域
が分かれば、予め画面上で設定できるので、その傾き｜
ΔY_S／ΔX_S｜も一義的に決まる。したがって、この｜Δ
Y_S／ΔX_S｜の値を予め比較基準としてマイクロプロセッ
サ401に格納しておけばよい。

第５図のステップ［２］において車両の移動「無し」と
判定された場合、ステップ［７］において前回の処理時
の車両の移動の有無が判定される。

前回の処理時は移動「有り」であった場合、今回の処理
時に当該車両は当該位置に駐車したものと判定し、ステ
ップ［８］においてその駐車の位置座標を記憶した後、
ステップ［９］において違法駐車検出信号を出力する。

また、ステップ［７］において、前回の処理時も移動
「無し」であった場合、その車両は以前よりその位置に
駐車していたものと判定し、ステップ［６］へジャンプ
する。

以上の処理を終了すると、マイクロプロセッサ401は、
ステップ［６］においてメモリコントロール部６へ処理
終了信号ｍを出力し、前述の処理（７）へ戻る。このよ
うにして、マイクロプロセッサ401は、差分処理部303か
ら差分処理終了信号ｌを受ける度に第５図の処理を繰り
返し実行し、違法駐車車両を検出する。

上記第５図の実施例の場合、後続車両の追突回避動作の
判定（ステップ［３］〜［５］）と、駐車車両の検知
（ステップ［７］〜［９］）とを組み合わせて処理して
いるので、より信頼性の高い違法駐車車両の検出が可能
である。

なお、上記実施例では、ステップ［４］における後続車
両の追突回避動作の判定処理を後続車両の移動ベクトル
の傾き｜Y₂−Y₁|/|X₂−X₁｜と、予め設定した基準ベク
トルＫの傾き｜ΔY_S／ΔX_S｜との大小比較により行った
が、これに替えて第８図に示すような基準ラインＬを用
いた判定方法を採用することもできる。

すなわち、一般に追突回避のために後続車両のハンドル
が切られた場合、車両は第８図のようにセンターライン
をはみ出して迂回して行くことが多い。したがって、こ
のセンターラインに沿って車両のはみ出し判定のための
基準ラインＬを設定し、この基準ラインＬの位置座標X_S
と、後続車両の存在位置を示す輝点の位置座標X₂との大
小を比較し、X₂＜X_Sとなった時に後続車両が追突回避動
作を行ってセンターラインからはみ出したものと判定
し、違法駐車確定信号（ステップ［５］）を出力すれば
よい。

また、ハンドル操作が間に合わないほど駐車車両に接近
しているような場合には、後続車両は駐車車両の手前で
一旦停止した後、車をバックする場合もある。したがっ
て、追突回避動作の判定処理として、輝点の移動ベクト
ルの極性が正（前方進行）から負（バック）へ反転した
ことを検出して違法駐車の存在を判定することもでき
る。

さらに、第６図に明らかなように、追突回避のためにハ
ンドルが切られた場合、後続車両は駐車車両の外側へ大
きく回り込んだ後、（X₃，Y₃）位置で再びハンドルを大
きく切って元の走行車線へ戻るのが普通である。したが
って、この方向転換位置（X₃，Y₃）において移動ベクト
ルの横方向成分（X₄−X₃）が元の車線へ戻るとを示す正
の値（X₄−X₃）＞０へ変わったことを検出した時に後続
車両が追突回避動作を行ったと判定することもできる。

第９図に、マイクロプロセッサ401の処理の他の実施例
を示す。図中、第５図と同一のステップ番号は同一の処
理を示す。

この第９図の処理が第５図の処理と異なる点は、ステッ
プ［４］′の追突回避動作の頻度の判定処理を付加した
点である。

一般に、数10ミリ秒という短い間隔で追突回避動作の判
定が行われる場合、後続車両の追突回避動作が完了する
までの間には、複数回の判定処理が実行される。したが
って、予め所定の判定値Ｎ（Ｎはシステム仕様に応じた
任意の整数値1,2,3,…）を設定しておき、ステップ
［４］で追突回避動作と判定された回数がこの判定値Ｎ
を越えた時に違法駐車確定信号を出力するようにしたも
のである。このようにすることにより、より信頼性の高
い違法駐車車両の確定を行うことができる。

なお、上記実施例においては、車両の右側のヘッドライ
トの軌跡から移動ベクトルを求めるようにしたが、本発
明はこれに限定されるものではなく、左のヘッドライト
の軌跡あるいは２つのヘッドライトの中心の軌跡から求
めるなど、種々の方法を採用することができる。

また、撮影手段たるITVカメラ101の露出調整として負帰
還制御によって自動調整する方法を採用したが、外界照
度を検出してその値が設定値以下になったとき、予めセ
ットしたレンズの絞りに自動可変することもできる。さ
らに、遠隔制御によって露出調整するなど、種々の方法
を採用できるものである。

以上説明した実施例は、Ｘ−Ｙ座標軸の正の方向を第６
図〜第８図に示す方向に採った場合を例にして説明した
が、座標軸の正負の採り方は自由である。座標軸の採り
方に応じて前述した追突回避動作の判定処理における各
値の正負および不等号の向きなどを変えれば、同様に実
現できることは明らかであろう。

〔発明の効果〕

以上述べたところから明らかなように、本発明の違法駐
車確定装置によるときは、夜間における車両の移動をヘ
ッドライトなどの輝点の移動から検出し、該輝点の移動
情報に基づいて後続車両の追突回避動作を判定して違法
駐車車両を確定するようにしたので、従来は困難であっ
た夜間にライトを消して駐車しているような違法駐車車
両の存在を確実に検知することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の違法駐車確定装置の基本構成を示すブ
ロック図、 第２図は本発明の車両の検出原理を示す図、 第３図は本発明の１実施例のブロック回路図、 第４図は上記実施例におけるITVカメラの設置例を示す
図、 第５図は上記実施例におけるマイクロプロセッサの処理
のフローチャート、 第６図は撮影画像上の後続車両の追突回避動作の説明
図、 第７図は基準ベクトルの説明図、 第８図は基準ラインの説明図、 第９図はマイクロプロセッサの処理の他例を示すフロー
チャートである。 １…撮影手段、２…AD変換器、３…車両追跡部、４…回
避動作判定処理部、Ｋ…基準ベクトル、Ｌ…基準ライ
ン。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヘッドライトなどの高輝度光のみを抽出す
   るように露出調整した撮影手段と、 該撮影手段で撮影された道路上の所定区域の画像信号を
   ディジタル濃度データに変換するAD変換器と、 該AD変換器のディジタル濃度データからヘッドライトな
   どの輝点の移動を検出する車両追跡部と、 該車両追跡部で検出された輝点の移動情報に基づいて後
   続車両の追突回避動作を判定し、違法駐車確定信号を出
   力する回避動作判定処理部とからなること を特徴とする違法駐車確定装置。
2. 【請求項２】請求項（１）記載の違法駐車確定装置にお
   いて、 回避動作判定処理部は、輝点の移動ベクトルの傾きと道
   路上に設定した基準ベクトルの傾きとの大小比較により
   後続車両の追突回避動作を判定すること を特徴とする違法駐車確定装置。
3. 【請求項３】請求項（１）記載の違法駐車確定装置にお
   いて、 回避動作判定処理部は、輝点の位置座標と道路上に設定
   した基準ラインの位置座標との大小比較により後続車両
   の追突回避動作を判定すること を特徴とする違法駐車確定装置。